2. Wärmepumpe

Zentrale Anlage um das Haus zu beheizen und auch Warmwasser für Dusche und Waschbecken zu produzieren ist bei uns eine Wärmepumpe.

Die meisten haben den Begriff schonmal gehört, viele wissen, dass das irgendwie eine Heizungs ist, einige wissen auch ungefähr wie sowas funktioniert, aber immer wieder bekommen wir die Frage zu hören:  "Und das funktioniert nun wie genau?"

Fangen wir mal so an:  so sieht sie aus.

Mit 60cm so breit wie eine Waschmaschine, nur doppelt so hoch.

Nun gibt es unterschiedliche Arten von Wärmepumpen. Bei den gängigen drei Arten unterscheidet man zwischen

• Luft-Wasser-Wärmepumpe
• Luft-Luft-Wärmepumpe
• Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Namensgebung bedeutet bei Luft-Wasser:  Energie wird aus der Luft gewonnen und an einen Wasserkreislauf abgegeben. Mit Luft ist die Außenluft gemeint, mit Wasserkreislauf wie bei einer normalen Ölheizung auch das Heizungswasser.

Eine Sole-Wasser Wärmepumpe entzieht demnach der Erde die Wärme um sie an einen Wasserkreislauf abzugeben.

Wie genau das ist allen Wärmepumpetypen gleich und basiert auf einer einfachen physikalischen Gegebenheit: 

Wird eine Flüssigkeit (oder Luft) komprimiert, also unter Druck gesetzt, entsteht dabei Hitze. Das kennt man beispielsweise vom Aufpumpen eines Fahrradreifens.

Andersherum:  lässt man den Druck einer komprimierten Flüssigkeit (oder Luft) entweichen entsteht Kälte. Das wiederum kennt man von der Deodose.

Beides zusammen macht jeder Kühlschrank. Zuerst verdichtet er eine Kühlflüssigkeit -> dabei entsteht Hitze. Diese Hitze ist nicht gewünscht und wird mit Hilfe der Kühllamellen auf der Rückseite an die Luft abgegeben -> die Flüssigkeit ist nun auf Zimmertemperatur und unter Druck -> im Innern des Kühlschranks wird der Druck im sog. Verdampfer entweichen gelassen -> dabei entsteht Kälte -> danach setzt der Kühlschrank die Flüssigkeit wieder unter Druck und das Spiel geht von vorne los.

Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem selben Prinzip wie ein Kühlschrank nur genau anders herum.

Ein Kompressor verdichtet eine Kühlflüssigkeit -> es entsteht Wärme -> diese ist nun aber erwünscht und wird nun in den Wasserkreislauf der Heizkörper / Fußbodenheizung geleitet -> die Kühlflüssigkeit unter Druck kann nun nicht mehr weiter komprimiert werden und es muss erstmal der Druck abgelassen werden. Das geschieht im Fall einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in einem externen Gerät welches wie eine Klimaanlage aussieht und derzeit öfter in Vorgärten von Neubaugebieten zu sehen ist. Hier entsteht nun beim Druckabfall Kälte (ca. -10°C) die einfach nur "weg" soll. Die Umgebungsluft erwärmt die Flüssigkeit wieder, selbst im Winter wenn es draussen -4 Grad sind, denn das ist noch immer wärmer als die -10 Grad der Kühlflüssigkeit. So aufgewärmt wird die Kühlflüssigkeit wieder zurück in die Wärmepumpe geleitet wo sie erneut komprimiert wird und Wärme entstehen kann.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die derzeit mit Abstand gängigste Variante da sie vergleichsweise günstig in der Anschaffung und einfach in der Inbetriebnahme ist. Jedoch ist die Effizient nicht so hoch wie bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe was einen hohen Stromverbrauch zur Folge hat und für uns somit schlussendlich ausschied.

 

Bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird die komprimierte Kühlflüssigkeit nicht in ein externes Gerät geleitet sondern in die Erde. Nicht direkt ins Erdreich hinein sondern, tja, hier gibt es wiederum zwei Unterarten.

a) Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Tiefenbohrung und Erdsonde

b) Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Flächenkollektor

Bei der eher gängigen Variante mit Tiefenbohrung wird ein etwa 100 Meter tiefes Loch in den Boden gebohrt. Mit einer ebenso langen Leitung wird die komprimierte Kühlflüssigkeit (gekühlt auf bis zu -10°C) in das Loch hinein- und wieder hochgepumpt; das Erdreich erwärmt dabei die Kühlflüssigkeit.

 

Ähnlich arbeitet die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Flächenkollektor nur dass anstatt in die Tiefe eben in die Fläche gegangen wird.

Tiefe Erdschichten haben den Vorteil, dass die Temperatur höher liegt als dicht unter der Erdoberfläche, aber man braucht Genehmigungen und eine Spezialfirma, die solch eine Tiefenbohrung vornimmt (Kostenpunkt:  3.500 - 4.500€ je nach Aufwand und tatsächlicher Bohrtiefe, ohne Garantie, dass das Erdreich geeignet ist).

Da wir mit knapp 4.500m² Grundstück über genug Fläche verfügen und auch das finanzielle Risiko einer unbrauchbaren Tiefenbohrung nicht eingehen wollten haben wir uns für eine solche Alternative entschieden, allerdings nicht genau so wie auf der schematischen Zeichnung oberhalb sondern das Wärmerohr wurde in einem Graben mit den Maßen 1,5m x 2m x 100m (BxHxL) verlegt.

Wie genau ist hier gut zu sehen:  Wochenrückblick 09. - 14.10. + Panoramas

 

 

Doch halt:  Wärmepumpe und Altbau - funktioniert das überhaupt?

Ja das funktioniert einwandfrei, falls eine Bedingung erfüllt ist:  die Vorlauftemperatur in den Heizkörpern sollte 55°C nicht überschreiten.

Wärmepumpen können zwar Heizungswasser genauso warm machen wie eine Öl- oder Gasheizung, aber dann arbeiten sie in einem ineffizienten Modus der viel Strom verbraucht. Am effizientesten arbeiten sie, je niedriger die Wassertemperatur sein darf, die sie erzeugen müssen.

Ein deutsches Institut hat das genau getestet und berechnet und folgendes Ergebnis veröffentlicht:

solange die benötigte Vorlauftemperatur  55°C nicht übersteigt arbeitet eine Wärmepumpe sehr effizient.

Was bedeutet das in der Praxis?

Hat man noch eine alte Gas- oder Ölheizung kann man sehr leicht selbst prüfen, ob man diese gegen eine Wärmepumpe austauschen kann, indem man (im WInter während der Heizperiode) in der bestehenden Heizung die Vorlauftemperatur (steht meist auf um 65°C) testweise herunter regelt auf 55°C.

Ggf. muss man dann die Heizkörperthermostate von 3 auf 4 oder 5 stellen, was absolut nichts macht, aber bekommt man dann mit dieser abgesenkten Vorlauftemperatur noch immer die Wohnung wie gehabt warm - dann kann man die alte Öl- oder Gasheizung 1:1 austauschen gegen eine Wärmepumpe.

Besser erklärt und mit Link zu dem oben erwähnten Institut hier in diesem Video (Achtung:  das ist ein Mehrteiler):

 

Also:  Handbuch der eigenen, aktuellen Heizung rauskramenm, im nächsten Winter die Vorlauftemperatur auf 55°C stellen (normal sind 65°C) und wenn die Wohnung auch dann noch warm wird dann sind die Heizkörper geeignet und man kann die alte Heizungsanlage 1:1 tauschen gegen eine effizientere Wärmepumpe. Ob nun Luft-Wasser oder Sole-Wasser ist erstmal nebensächlich, das funktioniert beides.

 

 

Da wir unser Altbauhaus dämmen war von vornherein klar:  wir bekommen eine Wärmepumpe

Das Gerät als solches ist eine Alpha Innotec SWCV 122H3 geworden, eine invertergesteuerte Sole-Wasser-Wärmepumpe der neusten Generation mit maximal 12,7 KW Heizleistung.

Infos beim Hersteller ->  alterra SWCV-Serie - Kompakte Sole/Wasser-Wärmepumpen invertergeführt zur Innenaufstellung

Da es zu Wärmepumpen im Allgemeinen noch nicht viele Infos und Erfahrungswerte gibt, und zu unserem Modell im Speziellen noch viel weniger müssen wir nun relativ mühsam und durch viel Ausprobieren in Selbstversuchen die Anlage einstellen und optimieren.

Damit evtl. andere Leute in derselben SItuation von unseren Erfahrungen profitieren können werden wir an dieser Stelle tiefergehende Informationen zu Themen wie Optimierung, Logging und Fernzugriff bereitstellen.

 

Inhalt anzeigen <p> </p> <h3>Fernwartung im lokalen Netzwerk:</h3> <p>Die Wärmepumpe kann won jedem PC, Laptop, Tablet im lokalen Netzwerk ferngesteuert werden, in drei einfachen Schritten:</p> <ol> <li>in der Steuerung der WP auf Einstellungen -> Systemsteuerung -> Weboberfläche navigieren, "DHCP" auf "Client" setzen und "Fernsteuerung" auf "An"</li> <li>Netzwerkkabel WP Steuerung auf der Unterseite per Netzwerkkabel mit dem Router verbinden und danach im o.g. Menüpunkt unter "IP Adresse" nachschauen, welche IP die WP vom Router erhalten hat (meist in der Art 192.168.xxx.yyy - anstatt x und y sind Zahlen, die je nach Router variieren)</li> <li>Browser (Firefox, Internet Explorer etc.) öffnen und diese IP in der Adresszeile eingeben</li> </ol> <p>Standard-Passwort der Weboberfläche: 999999 - kann und sollte in der Steuerung abgeändert werden</p> <h3> <strong>Firmware aktuallisieren: </strong> </h3> <p>Die aktuelle Firmware für Wärmepumpen von Alpha Innotec gibt es unter: <a href="http://www.heatpump24.de/kontoeinst_104.php?layout=1">http://www.heatpump24.de/kontoeinst_104.php?layout=1</a> <strong>Firmware einspielen: </strong> Zip-Datei nach dem Download (s.o.) entpacken -> die entpackte Datei auf einen USB-Stick kopieren (muss mit FAT32 formatiert sein, Datei muss im obersten Verzeichnis des Sticks liegen, also nicht innerhalb eines Ordners) -> Stick direkt in die Steuerung der WP einstecken -> Bildschirmanweisungen folgen -> Reset abwarten</p> <h3>Log-Datei</h3> <p>Die WP legen eine Log-Datei mit allen Werten der letzten 48 Stunden an.</p> <p><strong>Auswertung Log Datei </strong> </p> <p>Die Log-Datei ist erstmal nicht lesbar, man benötigt ein Programm zur Auswertung, "OpenDTA".</p> <p><a href="https://sourceforge.net/projects/opendta/">https://sourceforge.net/projects/opendta/</a></p> <p><strong>Logdatei Downloadpfad auf WP</strong> </p> <p>Die Logdatei kann man manuell downloaden indem man im Browser folgenden Link aufruft (x unc y wieder durch die IP der eigenen WP ersetzen):</p> <p>http://192.168.xxx.yyy/NewProc (alter Pfad für ältere Firmware-Versionen: http://192.168.xxx.yyy/proglog)</p> <p> <strong>Script zum automatischen Downloaden +Speichern</strong></p> <p>Da die Log-Datei nur die letzten 48h abdeckt kann man, um eine Langzeitauswertung zu fahren, die Logdatei entweder manuell alle zwei Tage downloaden oder dies automatisiert mittels Skript erledigen lassen.</p> <p>Dazu den nachfolgenden Text kopieren -> in eine leere Textdatei einfügen -> die beiden fett+grün markierten Stellen entsprechend anpassen -> "Speichern unter" -> WP_Log_Download.vbs wobei hier der Dateiname beliebig ist, aber die Dateiendung ".vbs" wichtig ist. Diese Skript-Datei dann anklicken und die Logdatei wird gedownloaded. Um den Vorgang zu automatisieren kann man die <a href="https://www.netzwelt.de/news/88194-schritt-schritt-aufgabenplanung-windows-7.html" target="_blank" rel="noopener" dir="ltr" title="Windows Aufgabenplanung">Windows Aufgabenplanung </a>benutzen, um das Skript als Programm alle 48 Stunden aufzurufen.</p> <p> </p> {spoiler spoilerID,aufklappen,zuklappen} <p> </p> <p><strong>ab hier kopieren</strong> '******************************************************* ' 'Download Script zum automatisierten Download des Wärme- 'pumpenfiles Proclog von Luxtronic WP.Einbinung in Logon 'Script oder scheduler. ' 'coded by Heiko Friedemann 2016 V1.0 ' '******************************************************* dim UrlWP, strStorePath, UserName 'as String dim intDeadLine 'as integer dim Dl 'as Boolean dim xHttp: Set xHttp = createobject("Microsoft.XMLHTTP") dim bStream: Set bStream = createobject("Adodb.Stream") 'Definition der Variablen 'Pfad der Wärmepumpe und der Datei UrlWP = "<span style="color: #008080;"><strong>http://192.168.xx.yyy/NewProc</strong></span>" 'Pfad wo die Datei abgelegt werden soll OHNE \ und Dateinamen strStorePath = "<span style="color: #33cccc;"><strong><span style="color: #008080;">C:\Users\DeinPCBenutzerName\Desktop</span></strong></span><span style="color: #008080;"><strong>\</strong></span>" 'Zeit nach der die Routine abgebrochen wird in Sekunden (hier 10 Minuten) intDeadLine = 600 'Ermittlung des Abbruchzeitpunkts TimerCorrection = 0 ForcedTermination = Timer + intDeadLine if ForcedTermination > 86400 then 'Prüfen ob die Deadline in 'den nächsten Tag fällt ForcedTermination = ForcedTermination - 86400 TimerCorrection = 86400 end if set objFileSys=CreateObject("Scripting.FileSystemObject") 'wiederholtes prüfen ob das Ablageverzeichnis da ist, 'so lange bis es da ist oder die Deadline erreicht ist Do if objFileSys.FolderExists(strStorePath & "\") Then exit do if Timer - TimerCorrection > ForcedTermination then set objFileSys = Nothing wscript.quit End If wscript.sleep (1000) Loop Set wsShell = WScript.CreateObject("WScript.Shell") UserName = wsShell.ExpandEnvironmentStrings("%USERNAME%") 'Generieren des Dateinamens für die Ablage 'im Format ProclogYYYYMMDD.dat Dateiname = "Proclog" & DatePart("yyyy", Now) & Right(String(2, "0") & _ DatePart("m", Now), 2) & Right(String(2, "0") & _ DatePart("d", Now), 2) & ".dta" 'Die Schleife wird so lange durchlaufen bis die 'Logdatei im Ordner ist oder die Deadline erreicht ist. Do If Not objFileSys.FileExists(strStorePath & "\" & Dateiname) Then if Timer - TimerCorrection > ForcedTermination then set objFileSys = Nothing Set wsShell = Nothing wscript.quit End If 'die Wärmepumpendatei wird geöffnet und heruntergeladen xHttp.Open "GET", UrlWP, False xHttp.Send 'die Ablagedatei wird geöffnet, mit dem Ihnalt 'der Wärmepumpendatei gefüllt und gespeichert. with bStream .type = 1 '//binary .open .write xHttp.responseBody 'Diese locale Zwischenspeicherung ist um einen Datenverlust 'beim Verbindungsabbruch bei wackeligen Netzwerken zu vermeiden. .savetofile "C:\Users\" & UserName & "\" & Dateiname, 2 '//overwrite end with 'Umkopieren der lokalen Datei zum endgültigen Ablageplatz objFileSys.MoveFile "C:\Users\" & UserName & "\" & Dateiname, strStorePath & "\" dl = true 'die Downloadroutine ist durchlaufen wscript.sleep (10000) '10 Sekunden bis zum nächsten Versuch else 'wenn die Downloadroutine durchlaufen ist öffnet sich der Explorer mit dem Ablageverzeichnis if dl then wsShell.Run ("Explorer.exe " & strStorePath ) set objFileSys = Nothing Set wsShell = Nothing exit do End If Loop</p> <p>'******************************************************* '</p> <p><strong>bis hierhin kopieren</strong></p> <p> </p> <p> </p> <h3>Erweitertes Menü freischalten</h3> <p>Für Installateure und Kundendienst gibt es einen USB-Dongle, mit welchem in der Wärmepumpensteuerung ein erweitertes Menü mit mehr Einstellmöglichkeiten freigeschaltet wird.</p> <p>Nun gibt es auch die Möglichkeit, ohne diesen Dongle (den man nicht kaufen kann) mittels <strong>Kundendienst-Passwort</strong> dieses Menü freizuschalten.</p> <p>Das Passwort lautet: <strong>9445</strong></p> <p>Man kann das Passwort nicht über die Fernsteuerung eingeben sondern nur direkt an der Wärmepumpensteuerung selbst, und zwar dort im Menü unter:</p> <p>Service -> Einstellungen -> Datenzugang -> o.g. Passwort eingeben</p> <p>Um den Zugang wieder auf normal zurück zu setzen (auf die Datenebene "Benutzer") als Passwort dann wieder "0000" eingeben.</p> <h3>Openhab:</h3> <p>Im Binding von OpenHab muss ggf. der Port angepasst werden: statt Port 8888 -> 8889 offene Ports der Luxtronik: 23, 80, 8888, 8889</p> <h3>Zugriff per Internet:</h3> <p>KEIN Zugriff per DynDNS mehr möglich seit Firmware 1.60</p> <p><strong>Softwareupdate / Firmware Update</strong></p> <p>Alpha Innotec entwickelt die Steuersoftware (=Firmware) der Wärmepumpen kontinuierlich weiter und veröffentlicht in unregelmäßigen Abständen neue, verbesserte Softwareversionen.</p> <p>Die installierte Softwareversion sieht man in der WP-Steuerung unter: Service -> Informationen ->Anlagenstatus -> Softwarestand</p> <p>Die jeweils aktuelle Firmware kann man recht einfach selbst nachinstallieren, man benötigt dazu lediglich einen USB Stick und einen Computer mit Internetugang</p> <ol> <li>offz. Downloadportal der Herstellerwebsite aufrufen unter: <a href="https://www.heatpump24.com/DownloadArea.php?layout=1" target="_blank" rel="noopener">https://www.heatpump24.com/DownloadArea.php?layout=1</a></li> <li>passendes Wärmepumpen-Modell aus der Auswahlliste aussuchen</li> <li>Firmwaredatei herunterladen</li> <li>USB-Stick bereit halten und mit FAT32 formatieren (Arbeitsplatz bzw. "Computer" -> Rechtsklick auf den Stick -> formatieren -> FAT32)</li> <li>die heruntergeladene Firmwaredate (sollte in etwa so heißen: "wp2reg-V3.85") auf den USB-Stick kopieren. Und zwar nicht in irgendeinen Ordner sondern direkt, sonst findet die Wärmepumpe die Datei später nicht</li> <li>an der Wärmepumpe oberhalb des Displays die Klappe aufschieben, Stick reinstecken, Anweisungen des Bildschirms folgen</li> <li>fertig</li> </ol> <p> </p> {/spoiler}